【科技评论】MIT《技术评论》历年“十大技术突破”述评（三）
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【科技评论】《MIT科技评论》评选出2015年10大新兴技术
MIT《技术评论》历年“十大技术突破”述评
贺飞
（北京大学，北京100871）
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【科技评论】MIT《技术评论》历年“十大技术突破”述评（一）
【科技评论】MIT《技术评论》历年“十大技术突破”述评（二）
2 历年发布的十大新兴技术汇总分析
2.1 信息技术
在新器件和新工艺方面包括柔性晶体管、硅光子学、万用记忆体、概率芯片、无线电源、赛道内存、3-D晶体管等，低功耗、高效能和普适性的新一代电子元器件代表着未来发展方向。
计算机软件技术方面包括数据挖掘、数字权利管理、自然语言处理、解开程序代码、软件可信性、万能翻译、突发事件建模、离线Web应用、现实挖掘、智能软件助理、实时搜索、云编程、手势界面、云端流媒体、防崩溃代码、协同办公软件、3D虚拟现实、Apple Pay移动支付等，数据挖掘、云计算和可穿戴设备成为亮点。
在自动控制与人工智能方面包括机器人设计、贝叶斯机器学习、生物机电一体化、生物机器、深度学习、记忆植入、神经形态芯片等，智能机器和信息技术在脑科学中的应用成为热门技术。
（续前期内容）
网络技术方面的技术突破包括微光子学、无线传感器网络、网格计算、分布式存储、微流光导纤维、空管网络、对等网络技术、哈希（Hash）缓存、软件定义网络、社会索引、“脸书”的时间轴、临时社交媒体、谷歌Project Loon等，下一代互联网、无线网络技术以及社交网络成为热点。
微光子学（Microphotonics）用更快、更小的光学装置取代电子交换机，可以突破电信骨干网中光纤和电子交换的不稳连接所引起的阻塞。由于回报巨大(一个快得多的全光纤因特网),很多公司都在竞相设计这种装置。很多大型电信设备制造商以及很多新成立的公司都在开发新型光学交换机和装置。他们的创新成果包括微型反射镜、硅波导管，甚至能更好地反射光线的微型气泡。光子晶体是微光子学的尖端技术，几乎可以完美地反射各种波长的光线，提供了制造光学电路和其他小型、便宜、低功率装置的手段，它们可以光速运载、运送和处理数据。另外，光子晶体可让光纤运载更多的数据。内层含有这种反射器的空心光纤可运载1000倍于现在光纤的数据。因为它不会像玻璃一样吸收和散射光线，因此这项发明还可以省去当今光纤网络每60-80公里就得设置的昂贵的信号放大器。
无线传感器网络（Wireless Sensor Networks）是由部署在监测区的大量静止或移动的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成一个以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖区内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给观察者。这一技术集成了微机电系统（MEMS）、片上系统（SOC）、能量收集、传感器技术、无线通信、多跳自组织网络的路由协议、数据融合和数据管理技术、信息安全技术以及低功耗嵌入式操作系统等关键技术，具有低成本、低功耗、大规模、分布式、自组织、动态性和集成化等特点。它拥有众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。潜在的应用领域可以归纳为: 军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域，带来了信息感知的一场变革。由于技术等方面的制约，WSN的大规模商用还有待时日。目前一些产品已经上市，主要用于环境监测、医疗护理、军事、目标跟踪、危险环境和工业自动化生产等领域。
网格计算（Grid Computing）利用“网格协议”可允许我们连接几乎任何东西：数据库、模拟和视觉化工具，甚至是计算机本身的特大量数字计算电源。网格协议为发现、评估和调用网上任何资源，同时为建立安全与鉴定所必须的安全措施提供标准手段。全世界进行中的建设依靠许多分布式计算机，实际上它们都使用总线工具包。这些计算机具有空前的计算能力，应用范围很广，从遗传学、粒子物理到地震工程。美国NSF的价值8800万美元的“万亿网格”计算机是最大者之一。当2003年底完工时，这台通用分布式超级计算机的速度将可以达到每秒21万亿次浮点运算。IBM、太阳微系统和微软等公司均积极支持网格计算。
分布式存储（Distributed Storage）与目前常见的集中式存储技术不同，并不是将数据存储在某个或多个特定的节点上，而是通过网络使用企业中的每台机器上的磁盘空间，并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备，数据分散的存储在企业的各个角落。它能够简化数字文件的文虎和存取，解除人们对断电或硬驱动失灵带来数据灾难的后顾之忧。MIT的计算机科学家HariBalakrishnan围绕“分布式散列表”探究分布式存储模式，文件被分散到各处的互联网, 就像散列表为它们的位置罗列清单一样。由于每个表都指向其他的表, 所以被搜索的第一个散列表要是没有为你想要的文件列出清单, 它就会指向其他最终仍只需几毫秒即可显示文件位置的表。该技术的关键在于设计出有效的路径, 既让数据通过网络, 同时又使各个表保持更新的状态。
微流光导纤维（Microfluidic OpticalFibers）是下一代光学网络的基础。美国伊利诺斯大学物理学家John Rogers设计的名叫微流光导纤维的原型器件, 可能成为超快速传送从电子邮件到网上计算机程序等的关键。作为卢森特技术公司贝尔实验室的一名研究员, John Rogers2001年开始探索用流体充注纤维的技术，他将纤维钻成空心，在里面贯穿直径从1微米到300微米不等的导槽，其结构之细微只有在显微镜下才看得清。然后, 将各种不同的流体以微量注人纤维而形成液体“插头”, 再通过调节这些“插头”的膨胀、收缩和移动量来改变纤维的光学性质。只要“插头”的性质得到改进, 它们就能在矫正引起误差的失真、更有效地引导数据流等方面发挥重要的作用, 从而使人以更低廉的代价享受到带宽的优势。这一技术无论对节约成本还是提高可靠性、增加通信容量都会带来极大的好处，也为加快互联网的速度和下一代光学网络的形成打下了基础。这项新技术何时能在商业领域大显身手仍是一个未知数。主要原因：让电信部门撇下数千公里现成的地底纤维光学电缆不用, 转而马上“去拥抱新的光学通信技术”, 这在经济不甚景气的今天是不现实的。但光学与流体技术的联姻, 还是为其他用途开辟了广阔的前景。一个可能的方向是研制利用光来检测血液中致病蛋白质等物质的工具。这对于医疗诊断和药物发现是有益的, 至少能使医生的检查手段得到改善
空管网络（Airborne Networks）能在没有空管人员干预下，让飞机安全地飞行。传统空中交通管制系统的支持技术系统中，飞机需要依靠基于地面的雷达系统，以及空管人员的观测，对飞机起飞、着陆及航程发出口头指令。这种系统的成本极高，且很难扩容。而通过新型空管网络，每一架飞机能连续不断地向其它飞机发送其身份、准确位置、速度和航向等信息。在这种系统中，软件发挥着关键的作用。系统通过向飞行员发出如何保持自己的方位、使其路线最佳化，以及在能见度极差的情况下实施精确着陆等指令，来协调整个网络。从短期效益来看，这种技术能节省旅行者时间及降低燃油的消耗；从长期效益来看，它可在无须增加基础设施和空管人员的情况下，让更多的飞机飞向天空，大力改革空中旅行。但这种依赖于软件和飞机驾驶舱专用计算机，而无须空管人员发布指令的空管网络，仍需几十年的时间才会成熟。美国宇航局于2005年6月在弗吉尼亚州的一个小机场，演示这种自动化系统的原型。安置在接近机场的地面站的计算机系统将接收多架飞机发出的数据，即时给飞行员发出各种指令。如，告诉他们最初应保持的方位，其他飞机的确切位置，以及有哪些飞机正尾随其后。如果自己驾驶的飞机错过开进机场的时机，又该飞向何处等等。在各飞机驾驶座舱上的计算机显屏上，将直观地显示出其他飞机现在何处。计算机将不断发出指令，指引飞机如何航行。
对等网络技术（Peering into Video's Future）能直接加速视频信息的传输,拯救视频未来。所谓的对等网络,即 P2P文件发布技术,是一种用于不同电脑用户之间、无需经过中继设备直接交换数据或服务的技术。这项技术能拯救视频信息传输的未来。该技术不存在中心节点（或中心服务器），其中的每一个节点大都同时具有信息消费者、信息提供者和信息通讯等三方面的功能。有着低成本、高可靠性的超大规模计算和存储资源共享以及强大的网络联通性, 更直接、更灵活的信息沟通等特点。利用对等网络技术, 人们上网传递信息方式将得以改变，被《财富》杂志誉为将改变互联网未来的四大新技术之一。
哈希（Hash）缓存（HashCache）是一种高效缓存技术,可将频繁访问的网站内容存储在一个本地硬盘上，而不是使用宝贵的带宽资源，以重复检索相同的信息。它取消了存储索引的要求，将RAM和电力的需求降低到大约1/10。利用数学上的散列函数，将每个存储的Web“对象”（网页上的影像、图片或文字块）的URL转化成一个很短的数字,可界定硬盘上的位置，在此就能找到相应的Web对象。这一技术虽然仍处在非常早期的发展阶段，但研究人员正在加纳的科克洛比特伊研究所和尼日利亚的奥巴费米亚沃洛沃大学对散列缓存技术进行实地测试。
软件定义网络（Software-Defined Networking）采用斯坦福大学计算机科学家Nick McKeown及其同事开发的一种称为OpenFlow的标准，来定义数据流。安装一小块这样的Open Flow固件（嵌入在硬件中的软件），就能使工程师获取流量表及与交换机和路由器控制网络流量相关的规则。它还能保护所有者的路由指令，将一个公司的硬件与另一个公司区分开来。将OpenFlow安装在路由器和交换机后，研究人员就可以使用在自己电脑上的软件进入流量表，只需点击一下鼠标就基本上控制了网络的布局和交通流量。这种以软件为基础的访问可让计算机科学家以廉价和简易的方式测试新的交换和路由协议。Open Flow也可被用以改善蜂窝网络。移动服务供应商已开始使用为互联网制造的硬件商品来扩展其网络。
社会索引（Social Indexing）是搜索引擎的变革，改变了网络的形态，使用户全程参与到网络互动中，改变了我们使用互联网的方式，使网络服务个性化。互联网将不仅仅是我们去找信息，而让信息主动找到我们。其意义在于搜索结果更不容易被操纵，广告商能更准确地发布信息。例如，当你搜寻一家餐厅时，搜索网站可以将你好友的看法纳入考虑。新闻网站可以根据你的关注点显示你最感兴趣的文章-Facebook希望通过社交网络对信息进行过滤，从而使网站变得更加智能。
“脸书”的时间轴（Facebook's Timeline）是Facebook2012年推出的新服务，为浏览数据量巨大的信息提供了便利，令该公司正在以史无前例的规模搜集和分析客户数据。“脸书”（Facebook）时间轴（Timeline）接口将使浏览社交网络为每个客户聚合的巨量信息变得更为容易，并促使他们以便于分析的方式添加和共享更多的东西。可激励用户将大量的元数据添加到他们的更新中，这使得数据价值的挖掘更为容易。而且经过精心设计，其鼓励用户重新审视和添加更多信息至过去的更新中，或追溯添加全新的履历资料。这种不断增长的隐含数据是一个营销富矿。时间轴以一种计算机辅助自传（多媒体日记）的方式，使“永恒记录”的概念成为了现实，从此人们可在“云”中搜索生活的过往片段。
临时社交媒体（Temporary Social Media）能复制平常对话的未记录状态，这种很快就自己消亡的信息，使社交媒体更像我们日常谈话的模式而不是永远记录，将能够提高互联网社交的隐密性，使得人们变得更加真诚和开放。在临时社交媒体的互动：你可以说出你的真实想法而无需担心你所说的将永远成为你的数字档案一部分。一定程度上将使我们能够控制控制个人暴露程度，代表走向一种有着更细微差别的数字链接类型的第一步-一种我们既可以分享又可以保持沉默和保护隐私共存的状态以及新起点。
谷歌Project Loon（Project Loon）利用高空氦气球，提供了可靠的低成本互联网接入服务，能覆盖全球偏远地区。给全球43亿尚未联网的人口带来更好的教育和新的经济机会。预计这项技术1-2年成熟。关键厂商是谷歌和Facebook。
网络安全方面的技术突破包括生物特征识别技术、量子密码、通用身份认证技术、同态加密、超私密智能手机等，这些技术将为普通消费者提供更为可靠和安全的网络应用。
生物特征识别技术（Biometrics）根据特定的生物特性来区分不同的人，未来个人数字助理和手机用户有可能用生物特征识手段取代个人身份识别码和口令。一直以来，根据特定的生物特性来区分不同的人的技术主要限于军事和政府应用。随着无线网络技术的发展，个人数字助理和移动电话正成为人们通往世界的门户，人们的交易装置、身份证等或许有一天会成为其护照。但是赋予这些小玩意儿这么多的个人信息和财务信息将意味着巨大的风险。正是这一安全保障的需要推动了生物特征识别技术的发展。与此同时带宽的增加、新型移动电话以及配备数码相机的掌上计算机等其他技术的发展，创建了一个把生物特征识别技术交到消费者手中的基础设施。通过开发让人们用自己的面孔授权无线网络交易的工具，Visionnics公司把需求和基础设施充分结合利用起来。该公司开发的模式识别软件Facelt能根据每个人独有的四处面部特征校验一个人的身份，这四处特征不会因面部毛发和表情变化而受影响。而与它竞争的主要技术则要倚赖整个面部的数据。未来个人数字助理和手机用户有可能用生物特征识别技术取代个人身份识别码和口令。
量子密码（Quantum Cryptography）是瑞士日内瓦大学Nicolas Gisin开发的一项可以增强电子通信安全的技术工具，能以一种可探测任何窃听企图的方式传送信息。这项技术依靠应用于原子尺寸的量子物理学，用光子的形式传送密钥，光子的偏振方向是随机的。发送者和预期接收者一个光子一个光子地比较偏振。窃听这个信号的任何试图，会以发送者和接收者可以探测到的方式改变偏振。然后发送者会发送新钥匙直到其能不受干扰的通过。经过10年的实验室试验，量子密码术已接近可行，并开始走向市场。Nicolas Gisin 在2001年成立了第一个商用量子密码系统公司。其产品是个人计算机大小的原型系统，包括一个随机数字发生器(为创造解码钥匙所必需的)和发射与探测组成量子信号的个别光子的器件。量子密码将提供理论上绝对安全的保密通信。
通用身份认证技术（Universal Authentication）允许用户安全地从一个网站跳到另一个网站，而只需登录一次就可以了，系统可以很好地保护用户的隐私、网上交易以及其他网上服务。美国的一些学校从2003 年开始使用这一系统, 2005 年该系统的使用范围迅速扩大。2006年全世界有500 多家网站都在使用这一系统, 其中包括澳大利亚、比利时、英国、芬兰、丹麦、德国、瑞士、荷兰以及中国的教育系统。
同态加密（HomomorphicEncryption）可以让“云”分析加密后的数据，使云计算更安全，在商业领域有巨大影响。这是来自IBM的研究者CraigGentry创造的一个密码系统，防止很多非法组织通过使用云计算分析和采集数据，同态加密是一个数学公式，它是指云中的信息一直可以在一个加密状态的，即便是你在处理信息的时候也不需解密。通过这项技术的推动，云计算将在未来有更大的发展。
超私密智能手机（Ultraprivate Smartphones）是基于安全和隐私考虑构建的新手机模式，可传输最小限度的个人信息，反映了“斯诺登时代”的要求。这款名为Blackphone的高度安全智能手机。目前正由包括Silent Circle在内的合资企业制造，它采用Zimmermann的加密工具和其他保护措施的应用程序。它运行在安卓操作系统的特殊版本PrivatOS下，可以屏蔽许多有关你的语音通话、短信以及任何附件等活动的数据泄密。Blackphone是一个技术的混合物。Silent Circle提供声音和文字加密服务；装置由Geeksphone制造，一个西班牙公司专注在开源操作系统的手机。他们一起创立了¬PrivatOS，更好地控制应用程序可以看到什么数据，加密数据存储在手机里，以及允许你获得直接来自Blackphone的无线安全更新，而非依赖通信商。而一直以来用户安全手机只是在军方和政府领导人使用，Blackphone, 售价为$629并带有隐私保护服务订购，是技术人员所讨论应对Snowden所揭露情形的许多措施之一，这一举措将促使更私密和安全的手机走向公众。
通信技术方面包括太赫兹技术、手机病毒防治、认知无线电、泛在无线技术、增强现实、移动3D、借助普通手机的大数据分析、汽车间通信等，应为前景非常广阔。
太赫兹技术（T-Rays）开辟了通信技术的新领域，在半导体材料、高温超导材料的性质研究、断层成像技术、无标记的基因检查、细胞水平的成像、化学和生物的检查甚至食品保鲜以及宽带通信、微波定向等许多领域有广泛的应用。太赫兹是0.1~10THz的电磁辐射，处于宏观经典理论向微观量子理论、电子学向光子学的过渡区域。频率在无线电波和光波，毫米波和红外线之间； 能量在电子和光子之间。太赫兹系统研究该频段的辐射源不仅将推动理论研究工作的重大发展，而且对固态电子学和电路技术也将提出重大挑战。
手机病毒（Cell-Phone Viruses）已引起广泛关注。2005年世界上已经发现第一种能摧毁手机操作系统的木马病毒，它能通过手机文件共享或互联网QQ传染。手机病毒因为手机的用途日益广泛，手机同各种计算机系统相连，其传播将极大危害计算机及网络系统的安全。例如手机作为一种付费的装置，从理论上讲手机病毒会扰乱公司的账目。据估计用于移动系统安全上的花费，从2004年的1亿美元增长至2008年的10亿美元，其中主要是研发抗手机病毒软件。
认知无线电（Cognitive Radio）可以由各种无线设备来共享世界各地日趋稀缺和拥挤的有限的无线频段。“认知无线电”设备与其附近的其他设备进行协商，找到哪些频段是空闲的, 并利用它来传输和接收数据。联邦通信委员会指定的频段所有者享有优先权, 其他设备在这些频段空闲时才可以分享它们。目前这项技术刚刚起步，计算机模拟已验证，正朝实际硬件的测试发展。美国电气电子工程师学会开始考虑制定认知无线电标准。英特尔公司计划生产一种可改装的芯片, 这些芯片能够利用软件分析自己所处的环境, 并选择最佳的数据传输协议和频段。
泛在无线技术（Pervasive Wireless）可以在任何商品中内置无线设备和传感器。通过这一技术，未来无线电频率识别(RFID) 标签将被装在商品中，自动打电话给你，向你提供促销信息；RFID标签装在汽车里，使汽车之间可以对话，避免撞车；装在带有心脏和血压监视器的老年人身上，可以在突然发生意外时及时通知医生。但要使计算真正走进生活的各个角落, 还需要将这些无线设备联系起来。Rutgers大学教授Dipankar Raychaudhuri等人研制的无线电测试格栅就是为此目的而设计的。
增强现实（Augmented Reality）将整个真实世界的数字信息化加倍，让手机上的世界更清晰。诺基亚公司研发的手机模型把GPS传感器、指南针等功能加入诺基亚的智能手机。利用GPS传感器的信息，智能手机能像照相机那样精确地显示物体间的距离。随着手机位置的移动，其外部环境的地理名称立刻就能显示出来。此外，用户还可从网上下载需要的详细信息载入手机备查。法国一家名为“整体包容”的公司则采用扩张真实世界的理念, 以图像技术作为手段。仅凭相关软件，这家公司开发出能模拟物体间距离的手机，这种手机已在亚洲和欧洲的一些地区开始试销。
移动3D（Mobile 3-D）是澳大利亚的Dynamic Digital Depth公司开发的一项将3D带到智能手机和其他移动设备上的技术。该技术已授权给三星公司用于其W960手机中，可以显示3D视频内容而不需要特殊的眼镜。这项技术目前应用于手机游戏和视频，未来也可以应用于3D电视。
借助普通手机的大数据分析（Big Data from Cheap Phones）技术可收集和分析来自简单移动电话的信息，从而提供大量关于人们行为和移动的信息，甚至能帮助我们了解疾病传播的一些规律，用于同疾病的斗争。哈佛大学公共卫生学院流行病学家Caroline Buckee利用来自普通手机的人群移动详细数据，并建立精确的预测模型，用于同疟疾的斗争。全球60亿手机产生巨大量的数据—包括位置追踪和商业活动信息，搜索历史，以及社会网络的连接。无数不同方式挖掘数据的努力在全球研究和商业机构中开展。这一示范建议这类数据如何被利用来构建卫生人员、政府和其他人能用来监测流行病、管理灾难、优化交通系统等工具。类似工作已经用于研究巴黎的不同通勤模式以及管理比利时的节日拥挤。挖掘手机记录在贫困地区尤为有用，那里常很少或没有其他数据收集基础设施。
汽车间通信(Car-to-Car Communication)全球每年全球有超过100万人死于车祸。通过汽车间通信这种简单无线技术，汽车之间可以互相传送信息，告诉对方自己在做什么，从而避免碰撞，可以传送的信息包括速度、位置、驾驶方向、刹车等，从而使驾驶更为安全，减少车祸事故。预计这项技术1-2年可以成熟。关键技术开发者是通用汽车、密歇根大学、美国国家高速公路交通安全管理局。
智能电网方面的技术突破包括实时电网控制、量子导线、智能变压器、智能并网发电，预示着信息技术在能源领域大有可为。
电网控制（Power Grid Control）通过实时控制可保护高压输电网安然无恙。这项技术采用现代控制技术管理输电网，可有效避免传统高压输电网所潜伏着自行毁灭的隐患：一旦供电状况失控，只消几秒钟就会危及输电线路, 使其面临顷刻熔化的险情。作为基地设在苏黎世的瑞典ABB工程集团副总裁Christian Rehtanz打算从硬件和软件两方面着手，以每秒数次的频率加强对横贯整个欧洲大陆的输电网的跟踪, 查明干扰并迅速来取措施。其中有一项研究成果已付诸安装，断电事故的发生率可以减少100倍，还能保护网络免遭从用电高峰到恐怖袭击的一切不测。该控制规则系统运用了一个高度简化的模型，在普通的笔记本电脑上也能监控输电网的运行状况；一旦发生故障，在0.5到2分钟内即可采取应急措施，如启动备用电源等。
量子导线（Quantum Wires）是由碳纳米管编织的导线,可高效输电。对这种量子导线研究最多的是美国莱斯大学的Richard Smalley教授。他研制成功的15厘米长、由几十亿个碳纳米管拉成的细线，代表着将会使输电网出现全面改观的新型导线的第一步。由量子导线制成的电缆，其输电效果比铜导线要好得多。由于这种导线重量轻、且强度高，从而可让现有电线杆承受比铝电缆高10倍的输电量。Richard Smalley认为量子导线至少能具有现今超导体的功能，而又不需要高价冷却系统，原因在于：在纳米尺度，量子物理学的神秘特性占主导地位，导线能输运电流，且几乎没有电阻。Richard Smalley小组已制出了100米长、由大量碳纳米管构成的导线，但这种导线是150多种不同类型碳纳米管的混合物，因而限制了其导电率。最好的导线将仅由一种碳纳米管构成。
智能变压器（Smart Transformers）是北卡罗来纳大学教授Alex Huang发明的一种能够自动分配电压的新型智能变压器，将它放到到电网当中，它就可以将用户之间的电流进行智能传递，可以实现家庭自动供电。它可以侦测电力供应者的电力供应状况，与一般家庭用户的电力使用状况，来调整家电的耗电量，以此达到节约能源，降低损耗，增强电网可靠性的目的。新型智能变压器可以根据供需的波动情况对电力流进行重定向，建立更加具有弹性和效率的电网，使电网轻松向与其不协调的设备输送电力，如为大量电动车充电、接通家用太阳能电池板剩余电力。这不仅能稳定电网，而且能更好地平衡电力的供需。
智能并网发电（Smart Wind and Solar Power）利用大数据和人工智能实现精准预测风能和太阳能这种间歇式可再生能源，从而提升它们的使用量，将更多的可再生能源并入电网中。国家大气研究中心(NCAR) 的高性能计算机的人工智能软件通过分析风力引擎记录风速及其自身能源产出数据，加上气象卫星、气象站和该州其他风力电厂的数据，实现更加精确的预测，设施可以切掉足够的需要备份的电力，使之最小化，使得Colorado能以极低的成本达到其30%电力来自可再生能源。
此外，信息技术的技术突破还包括数字压缩成像、个性化医用监控仪、社会化电视、植入式芯片、新型光聚焦技术、原子磁力计、智能手表、头戴式显示器，这些技术逐渐渗透到我们日常生活的方方面面。
数字压缩成像（Digital Imaging,Reimagined）能够让照相机和医疗扫描仪更有效地抓取高质量的图像，让拍照效果更好。美国莱斯大学电气和计算机工程系的巴拉尼克与凯利教授开发出一种新型照相机，这种照相机利用单个图像传感器收集光学信息，并利用新的软件算法重新构建高清晰度的图像。照相机的核心采用压缩感应新技术，收集只相当于目前照相机感应的一小部分的光学数据。但相关软件却可以将这一小部分视频数据放大，并利用计算机将其重新还原成高清晰度的图像。这一数字成像新思路从软件和硬件方面可以将照相机做得更小、拍照速度更快，而且图像效果更好。专家认为未来这一技术及其产品将有实际应用。在医学核磁共振系统中，它拍照的速度将是目前的10倍。还可以能装到微型手机等电子消费品上。
个性化医用监控仪（PersonalizedMedical Monitors）让计算机帮助解读医疗检测数据，提供更为准确、更个性化的检测分析结果，成为病人与医生的好帮手。美国麻省理工学院电气工程和计算机系的教授戈特奇科研小组进行了有关计算机解读人体内电信号数据的工作，并开发设计出了个性化的癫痫症探测器。他们设计一种非侵入性、由软件控制的传感器来测量病人脑电波，使仪器在特定情况下开始工作。这些传感器无须植入病人体内，除了待命工作外，可帮助病人在癫痫症出现之前，提醒他们到安全地点休息等，这种提前预警功能可拯救很多患者的生命。该小组现在还针对心脏病进行类似的研发。这项工作很有应用前景，是向精确化、自动化医疗数据诊断方面迈出的重要一步。
社会化电视（Social TV）将社会化网络的主动体验与被动的看电视无缝结合起来，这将大大改变电视的收视人群组成，从而为运营商、内容提供商创造商机。
植入式芯片（Implantable Electronics）是一种可溶解的芯片，可以大大减少了移植手术对人体的伤害。这种LED芯片植入皮下，可以检测胰岛素等生物标记物的浓度，并随着时间过去可以溶解，不需要再次手术取出。这是下一代可植入医疗设备。
新型光聚焦技术（A New Focus for Light）利用哈佛大学的科研小组开发出一种简单的新工艺高聚光性的金元素纳米光天线，将红外线聚焦在直径仅40纳米宽的亮点上,这一直径仅是红外线波长的二十分之一,进而突破了衍射极限的限制。利用这一光天线，在未来激光读取储存的能力将使DVD光盘能够存储3600千兆字节的数据，其容量相当于750盘现今容量为4700兆的DVD盘。得到更广泛的商业应用。除了能提高激光读取储存能力之外，光天线还能用于图片的平板印刷，特别是用于硅芯片制造方面，有望突破目前激光在芯片上进行刻蚀的极限。
原子磁力计（Atomic Magnetometers）将把磁共振成像仪带到它从未去过的地方。美国国家标准与技术研究所物理学家约翰·基擎开发出的微型低功率磁传感器，几乎具有和那些昂贵的大家伙一样的高灵敏度。这种米粒大小的传感器就叫做原子磁力计。这个微型传感器包括三个重要组成部分，它们垂直堆栈在硅片上，其中，在一个红外激光器和一个红外线图像探测器之间，夹着一个充满蒸汽铯原子的玻璃硅立方体。在缺乏磁场时，激光径直通过铯原子，但当出现磁场，哪怕是非常微弱的磁场时，通过原子的路线就会发生变化，它们会自行吸收与磁场强度成比例的光量，这一变化会被光电探测器检取。目前能在实验室中一次制造出几个磁力计，已经设想出批量生产方法，基擎希望传感器能被纳入从便携式磁共振成像仪到能更快更便宜地探测未爆炸弹和简易爆炸装置的所有探测设备中。医生可以用它来检查病人体内不能暴露在强磁场下的心脏起搏器或其他金属植入物，便携式系统甚至能被开发用于救护车或战场上。核磁共振仪也能走出实验室进入旷野，帮助石油和矿业公司评估诱人的地下矿藏。
智能手表（SmartWatches）采用蓝牙无线连接iPhone 或安卓手机并显示通知、信息和其他用户定制的简单数据，从智能手机提取所选数据，让佩戴者仅瞟一眼就能方便收到信息。这种智能手表设备已经在2013年开始销售。它可以与iPhone和Android智能手机同步，并显示各类数据。苹果公司目前已经推出类似产品。
头戴式显示器（Oculus Rift）身临其境般的界面合并身临其境虚拟现实和社会交流，将改变未来人们游戏和通讯的方式。对消费市场来说，这种高品质的虚拟现实硬件已足够便宜，开始得到广泛应用，将会成为电信会议、在线购物或更多消极模式的游戏的强大工具。也可以应用于电影设计中。视频游戏将是这种改进的虚拟现实技术的先行者，还可能应用在远程监控、建筑、计算机辅助设计、应急培训和phobia治疗。索尼开发的一个应用将会使旅行者在预订前访问虚拟旅馆房间。
（未完待续……）
其他主题系列陆续整理中，敬请期待……